JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ) ISSN: ( Print) B-66

(1)

Abstrak

–

Dalam penyaluran energi listrik dari gardu ke pusat beban diperlukan saluran distribusi. Permasalahan yang sering terjadi pada saluran distribusi adalah gangguan hubung singkat. Seringkali lokasi gangguan tidak dapat segera diketahui letak lokasinya, sehingga memperlambat proses penanganan gangguan. Dengan menggunakan metode berbasis impedansi, jarak lokasi gangguan dapat diperkirakan. Hasil perhitungan jarak lokasi kemudian diimplementasikan menggunakan GIS (geographic

information System) aset pemetaan PLN di Surabaya, sehingga

dapat memberikan visualisasi yang baik terhadap perkiraan lokasi gangguan yang terjadi. Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, didapatkan besar nilai error untuk masing-masing tipe gangguan. Untuk tipe gangguan satu fasa ke tanah nilai error terbesar adalah 1.091% dengan rata-rata selisih jarak 9.559 m, untuk gangguan fasa ke fasa 1.017% dengan rata-rata selisih jarak 9.04 m dan untuk gangguan tiga fasa adalah sebesar 1.031% dengan rata-rata selisih jarak 9m.

Kata Kunci

–

Gangguan Hubung Singkat, Metode Impedansi, GIS (Geographic Information System)

I. PENDAHULUAN

ENGEMBANGAN dari teknologi informasi dan penyediaan data sebuah sistem telah berkembang dengan pesat seperti Geographic Information System (GIS). GIS adalah sistem informasi geografis yang memuat database tentang tata ruang umum yang menggunakan sistem koordinat sebagai referensinya. GIS membutuhkan input data (dari maps, satelite, survey dan sumber data lainnya), penyimpanan data jaringan, analisis, permodelan dan report data [1].

Distribusi tenaga listrik mempunyai peran penting karena terhubung langsung dengan penggunaan energi listrik, terutama pemakai energi listrik tegangan menengah dan tegangan rendah. Pada sistem pendistribusian tenaga listrik biasanya sering terjadi gangguan (fault). Gangguan adalah penghalang dari suatu system yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal. Suatu gangguan di dalam peralatan listrik didefinisikan sebagai terjadinya suatu kerusakan di dalam jaringan listrik yang menyebabkan aliran arus listrik keluar dari saluran yang seharusnya. Keadaan tersebut jika dibiarkan secara terus-menerus akan menyebabkan terjadinya penurunan keandalan

sistem tenaga listrik dan kualitas energi listrik yang disalurkan serta menyebabkan kerusakan alat-alat yang bersangkutan [2]. Menentukan lokasi gangguan merupakan hal yang penting dalam system distribusi energi listrik, sehingga gangguan dapat segera dihilangkan. Untuk itu lokasi gangguan sangat penting untuk dapat diketahui atau diperkirakan dengan akurasi yang cukup tinggi, sehingga dapat memungkinkan menghemat uang dan waktu untuk melakukan pemeriksaan dan perbaikan, serta untuk memberikan layanan yang lebih baik karena pemulihan listrik dapat dilakukan lebih cepat. Untuk gangguan sementara, gangguan dapat hilang dengan sendirinya dan tidak mempengaruhi secara permanen kontinyuitas pasokan, namun dalam pencarian lokasi tersebut juga penting [3]. Penggabungan antara metode impedansi untuk estimasi lokasi gangguan pada sistem distribusi dengan GIS diharapkan dapat membantu untuk memudahkan untuk mengetahui letak dari section yang terjadi gangguan [4]-[7].

II. DASAR TEORI A. Sistem Distribusi Radial

Bentuk jaringan distribusi radial merupakan bentuk dasar, sederhana dan paling banyak digunakan. Jaringan distribusi radila banyak digunakan karena bentuknya yang sederhana dan biaya investasinya relatif murah. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari jaringan itu, dan dicabang-cabang ke titik-titik beban yang dilayani.

Kekurangan dari bentuk jaringan distribusi radial adalah kualitas pelayanan daya yang kurang baik dan kontinuitas pelayanan daya tidak terjamin. Kualitas pelayanan daya yang kurang baik disebabkan karena besarnya nilai impedansi dan arus sehingga jatuh tegangan dan rugi daya yang terjadi pada saluran relatif besar. Dalam hal kuantinuitas pelayanan daya juga kurang terjamin karena antara titik sumber dan titik beban hanya ada satu alternatif saluran tidak ada alternatif lain sehingga bila saluran tersebut mengalami gangguan, maka beban sesudah titik gangguan akan mengalami pemadaman secara total sampai gangguan teratasi.

B. Gangguan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga

Penentuan Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada

Jaringan Distribusi 20 kV Penyulang Tegalsari

Surabaya dengan Metode Impedansi Berbasis GIS

(

Geographic Information System

)

Thoriq Aziz Al Qoyyimi, Ontoseno Penangsang, Ni Ketut Aryani

Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail

: [email protected], [email protected]

(2)

listrik ke konsumen. Gangguan adalah suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari keadaan normal. Berdasarkan ANSI/IEEE Std 100-1992 gangguan didefinisikan sebagai suatu kondisi fisis yang disebabkan kegagalan suatu perangkat, komponen atau suatu elemen untuk bekerja sesuai dengan fungsinya. Hubung singkat ialah suatu hubungan abnormal (termasuk busur api) pada impedansi yang relatif rendah terjadi secara kebetulan atau disengaja antara dua titik yang mempunyai potensial yang berbeda.

Pada dasarnya gangguan yang sering terjadi pada sistem distribusi saluran 20 kV menjadi dua macam yaitu gangguan dari dalam sistem dan gangguan dari luar sistem. Gangguan yang berasal dari dalam sistem dapat berupa kegagalan dari fungsi peralatan jaringan, kerusakan dari peralatan jaringan dan kerusakan dari peralatan pemutus beban. Gangguan yang berasal dari luar sistem dapat disebabkan oleh sentuhan pohon atau ranting pada penghantar, sambaran petir, manusia, binatang, cuaca dan lain-lain. Jenis gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi dapat dibagi menjadi 2, yaitu

a.Dari lama gangguan :

1. Gangguan permanen (dapat disebabkan oleh kerusakan peralatan, gangguan baru akan hilang setelah kerusakan diperbaiki).

2. Gangguan temporer (gangguan yang tidak akan lama dan dapat normal atau hilang dengan sendirinya yang disusul dengan penutupan kembali peralatan hubungnya). b.Dari jenis gangguan :

1. Gangguan satu fasa ke tanah 2. Gangguan dua fasa ke tanah 3. Gangguan fasa ke fasa 4. Gangguan tiga fasa ke tanah

Gangguan hubung singkat adalah gangguan yang terjadi karena adanya kesalahan antara bagian-bagian yang bertegangan dapat penyebabkan terjadinya arus yang sangat besar, sehingga dapat merusak peralatan listrik yang ada di sekitar titik gangguan. Dari jenis gangguannya :

1. Gangguan satu fasa ke tanah

Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah (single line to ground) merupakan hubung singkat yang terjadi karena hubung penghantar fasa dan tanah saling bersentuhan. Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah termasuk gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah merupakan gangguan yang sering terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik, prosentase dari gangguan ini sekitar 70% dari gangguan hubung singkat yang lain. Seperti pada gambar 1. Gangguan ini bersifat temporer, tidak ada kerusakan permanen di titik gangguan.

Gambar 1. Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah

Nilai impedansi total (Zn) diperhitungkan dengan persamaan 1 berikut:

𝑍𝑛=𝑍1+𝑍2+𝑍0

3 (1)

Dimana:

Z1 adalah impedansi urutan positif, Z2 adalah impedansi urutan negatif, dan Z0 adalah impedansi urutan nol.

2. Gangguan fasa ke fasa

Gangguan hubung singkat fasa ke fasa (line to line) merupakan gangguan hubung singkat yang terjadi karena bersentuhannya antara penghantar fasa yang satu dengan penghantar fasa yang lainnya, sehingga terjadi arus lebih (over current). Gangguan hubung singkat fasa ke fasa termasuk gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Dapat dilhat pada gambar 2. Gangguan line to line dapat diakibatkan bersentuhannya penghantar fasa karena terkena ranting pohon yang tertiup oleh angin. Prosentase terjadi gangguan hubung singkat line to line adalah 15%.

Gambar 2. Gangguan fasa ke fasa

𝑍𝑛 = 𝑍1×𝑍2

√3 (2)

Dimana:

Z1 adalah impedansi urutan positif, dan Z2 adalah impedansi urutan negatif.

3. Gangguan dua fasa ke tanah

Gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah (line to line to ground) merupakan gangguan hubung singkat yang terjadi bila dua fasa salurannya atau dua fasa penghantar terhubung ke tanah, gangguan ini termasuk gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Prosentase terjadi gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah adalah 10%. Gangguan Hubung singkat line to line to ground (LLG) dilihat pada gambar 3 di bawah ini.

Gambar 3. Gangguan dua fasa ke tanah

𝑍𝑛=𝑍1×𝑍0√3

𝑍1+𝑍0 (3)

Dimana:

Z1 adalah impedansi urutan positif, Z2 adalah impedansi urutan negatif, dan Z0 adalah impedansi urutan nol.

(3)

4. Gangguan tiga fasa

Gangguan hubung singkat tiga fasa (LLL) merupakan gangguan hubung singkat yang terjadi karena bersentuhannya ketiga penghantar fasa, gangguan ini dapat diakibatkan oleh tumbangnya pohon yang kemudian menimpa kabel jaringan, sehingga memutus kabel fasa secara bersamaan. Gangguan ini termasuk gangguan hubung singkat simetri. Prosentase untuk terjadi gangguan hubung singkat ini adalah 5%. Gangguan hubung singkat tiga fasa dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini.

Gambar 4. Gangguan hubung singkat tiga fasa

𝑍𝑛= 𝑍1 (4)

Dimana:

Z1 adalah impedansi urutan positif. C. Sistem Informasi Geografis

Geographic Information System (GIS) atau Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah sistem informasi yang berdasar pada data keruangan dan merepresentasikan objek di bumi. Data dalam SIG terdiri atas dua komponen yaitu data spasial yang berhubungan dengan geometri bentuk keruangan dan data atribut yang memberikan informasi tentang bentuk keruangannya. Data spasial adalah data yang bereferensi geografis atas representasi objek di bumi seperti pada gambar 5 dibawah ini. Fungsi utama GIS adalah Kemampuan analisis jaringan elektrik meliputi pemetaan jaringan distribusi dan analisis topologis, analisis cakupan suplai daya pada jaringan distribusi pendetailan analisis region dan lain sebagainya

Gambar 5. Bentuk data sistem informasi geografis

III. PERMODELAN SISTEM A. Hubung Singkat dengan Metode Direct Building [8]

Dalam analisis hubung singkat dengan menggunakan metode direct building diperlukan metode K-matriks dan Zbr. Dalam membentuk K-matriks dibutuhkan 2 matriks yaitu BIBC dan BCBV, dimana BIBC adalam matriks arus cabang dan BCBV adalah matriks tegangan tiap bus. Kemudian didapatkan persamaan dalam hubung singkat dengan menggunkan metode direct building. Terdapat tiga macam persamaan yaitu sebgai berikut:

1. Hubung singkat satu fasa ke tanah

Untuk perhitungan arus satu fasa ke tanah menggunakan persamaan seperti berikut:

𝐼

_{𝑖 𝑓}𝑎

= ([𝑩𝑪𝑩𝑽

_𝑖𝑎

][𝑩𝑰𝑩𝑪

_𝑖𝑎

_{] + 𝑍}

𝑓

)

−1

(𝑉

_𝑖,0𝑎

)

(5)

𝐼

𝑖 𝑓𝑎

= ([

𝑍

𝑆𝐶𝑎

])

(𝑉

𝑖,0𝑎

)

Dimana:

[𝑩𝑰𝑩𝑪_𝑖𝑎_{] adalah vector kolom matrik [}_{𝑩𝑰𝑩𝑪}_{] di bus}_i_fasa_a

[𝑩𝑪𝑩𝑽𝑖𝑎] adalah vector kolom matrik [𝑩𝑪𝑩𝑽] di bus i fasa a

[

𝑍𝑆𝐶𝑎] adalah matrik 1 x 1 pada bus yang terjadi gangguan satu fasa ke tanah.

2. Hubung singkat fasa ke fasa

Untuk perhitungan arus hubung singkat fasa ke fasa menggunakan persamaan seperti berikut:

[𝐼𝑖 𝑓 𝑎 𝐼𝑖 𝑓𝑏 ] = ([𝑩𝑪𝑩𝑽𝑖 𝑎 𝑩𝑪𝑩𝑽_𝑖𝑎] [ 𝑩𝑰𝑩𝑪_𝑖𝑎 𝑩𝑰𝑩𝑪𝑖𝑏 ] 𝑻 + [𝒁_𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒇 𝒁𝒇]) −𝟏 [𝑉𝑖,0 𝑎 𝑉𝑖,0𝑏 ] (6)

[

𝐼

𝑖 𝑓 𝑎

𝐼

_{𝑖 𝑓}𝑏

] = 0.866 ([𝑍

𝑆𝐶 𝑎𝑏

_])

−𝟏

_[

⍙𝑉

𝑖,0 𝑎

⍙𝑉

_𝑖,0𝑏

]

(7)

Dimana: [𝑍𝑆𝐶𝑎𝑏] adalah matrik 2 x 2 pada bus yang terjadi

gangguan dua fasa.

3. Hubung singkat tiga fasa

Untuk perhitungan arus hubung singkat tiga fasa menggunakan persamaan seperti berikut:

[ 𝐼𝑖 𝑓𝑎 𝐼𝑖 𝑓𝑏 𝐼𝑖 𝑓𝑐 ] = ([ 𝑩𝑪𝑩𝑽𝑖𝑎 𝑩𝑪𝑩𝑽𝑖𝑏 𝑩𝑪𝑩𝑽_𝑖𝑐 ] [ 𝑩𝑰𝑩𝑪𝑖𝑎 𝑩𝑰𝑩𝑪𝑖𝑏 𝑩𝑰𝑩𝑪_𝑖𝑐 ] 𝑻 + [ 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 𝒁𝒇 ]) −𝟏 [ 𝑉𝑖,0𝑎 𝑉𝑖,0𝑏 𝑉𝑖,0𝑐 ] (8) [ 𝐼𝑖 𝑓𝑎 𝐼𝑖 𝑓𝑏 𝐼𝑖 𝑓𝑐 ] = ([𝑍𝑆𝐶𝑎𝑏𝑐]) −𝟏 [ ⍙𝑉𝑖,0𝑎 ⍙𝑉𝑖,0𝑏 ⍙𝑉_𝑖,0𝑐 ] (9) Dimana:

[𝑍𝑆𝐶𝑎𝑏𝑐] adalah matrik 3 x 3 pada bus yang terjadi gangguan tiga

fasa ke tanah.

B. Identifikasi Lokasi Gangguan

Dalam metode penghitungan estimasi jarak lokasi gangguan menggunakan metode impedansi, diperlukan nilai arus, tegangan dan impedansi ketika terjadi gangguan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung estimasi jarak lokasi gangguan secara sederhana dituliskan pada persamaan berikut:

(4)

𝑑 = 𝑉

𝑍×𝐼 (10)

Dimana:

d adalah estimasi jarak lokasi gangguan, V adalah tegangan saat terjadi gangguan, Z adalah impedansi saat terjadi gangguan dan I adalah arus saat terjadi gangguan. Tetapi nilai impedansi yang didapatkan harus diproses lebih terprinci di dalam penentuan estimasi lokasi gangguan untuk berbagai jenis gangguan, sehingga didapatkan hasil yang akurat. Impedansi jaringan merupakan hasil dari perkalian jarak gangguan dengan impedansi kawat satuan ohm/km. seperti pada persamaan 11 berikut:

𝑍𝑓 = 𝑍𝑝 + (𝑍𝑛× 𝐽𝑛) + 𝑅𝑓 (11) 𝑍𝑓 (Ω) adalah impedansi saat terjadi gangguan, Zp adalah

impedansi pada gardu, Zn (Ω/km) adalah impedansi saluran pada bus ke-n, Jn adalah jarak gangguan pada bus ke-n. Untuk mencari jarak gangguan pada bus ke-n, maka didapatkan persamaan 12 sebagai berikut:

𝐽𝑛=

𝑍𝑓−𝑍𝑝−𝑅𝑓

𝑍_𝑛 (12)

Dengan mengabaikan nilai 𝑅𝑓 (resistansi gangguan) maka,

persamaan 12 dapat ditulis menjadi persamaan 13 sebagai berikut: 𝐽𝑛= (𝑉 𝐼𝑓𝑛)−( 𝑉 𝐼𝑎𝑠𝑐) 𝑍𝑛 (13)

Dimana

𝐽

_𝑛 adalah jarak dalam 1/1000 meter, V adalah tegangan satu fasa, 𝐼𝑓𝑛 adalah arus saat terjadi gangguan pada bus ke-n, 𝐼𝑎𝑠𝑐 adalah nilai arus gangguan pada gardu induk dan 𝑍𝑛 adalah

impedansi total. 𝑍𝑛 untuk masing masing tipe gangguan memiliki persamaan yang berbeda-beda seperti pada persamaan (1), (2), (3), dan (4) di atas.

Untuk perhitungan nilai error atau besarnya nilai kesalahan dari hasil yang didapatkan dalam percobaan, padat diperoleh dengan menggunakan persamaan 14 sebagai berikut.

𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =|𝐽𝑒𝑠𝑡−𝐽𝑎𝑐𝑡|

𝑙 × 100 % (14)

Dimana nilai error yang didapatkan dalam persen, Jest atau Jn merupakan jarak estimasi dalam satuan meter yang didapatkan dari persamaan 13, Jact merupakan jarak sebenarnya atau jarak actual dan l merupakan panjang atau jarak keseluruhan section atau bagian dari gardu induk ke titik terakhir dalam saluran distribusi.

C. GIS Penyulang Tegalsari

Pada penelitian ini menggunakan perangkat lunak GIS Smallworld PLN Area Distribusi Jawa Timur yaitu software aplikasi yang menyediakan pengelolaan aset geospasial utilitas listrik untuk mendukung perencanaan jaringan, desain, pemeliharaan dan operasi pada PT. PLN Area Distribusi Jawa Timur, dan topologi penyulang tegalsari seperti pada gambar 6 di bawah ini.

Gambar 6. Topologi penyulang Tegalsari

Data saluran panjang dan nomor gardu pada GIS penyulang tegalsari dapat dilihat pada Tabel 1. Data pembebanan tiap fasa pada GIS penyulang tegalsari dapat dilihat pada Tabel 2 berikut.

Tabel 1.

Data saluran panjang dan nomor gardu penyulang Tegalsari

Dari Bus Ke Bus panjang (m) No No Impedansi Saluran Bus Gardu ( R ) ( X ) 1 2 83,23 2 AF137 0.02205 0.01082 2 3 123,39 3 AF138 0.03269 0.01604 3 4 46,46 4 AF139 0.01231 0.00604 4 5 27,32 5 AF140 0.00724 0.00355 4 6 57,68 6 AF142 0.01528 0.00749 6 7 63,41 7 AF657 0.0168 0.00824 7 8 33,41 8 AF143 0.00885 0.00434 8 9 64,61 9 AF730 0.01712 0.00839 9 10 123,68 10 AF144 0.03277 0.01607 10 11 11,46 11 AF718 0.00303 0.00148 11 12 89,69 12 AF668 0.02376 0.01166 12 13 118,24 13 AF714 0.03133 0.01537 12 14 81 14 AF145 0.02146 0.01053 14 15 254 15 AF147 0.06731 0.03302 14 16 178,58 16 AF146 0.04732 0.02321 14 17 223.7 17 AF148 0.06792 0.03332 17 18 81 18 AF149 0.05926 0.02907 18 19 18,1 19 AF150 0.00479 0.00235 19 20 195.5 20 AF151 0.05178 0.0254 19 21 192 21 AF152 0.05194 0.02548 19 22 200 22 AF153 0.053 0.026 22 23 32,66 23 AF154 0.00865 0.00424 23 24 71,26 24 AF156 0.01888 0.00926 24 25 21,36 25 AF158 0.00566 0.00277

(5)

Tabel 2.

Data pembebanan tiap fasa pada GIS penyulang Tegalsari

BUS DAYA P (kW) Q (kVAR) R-N S-N T-N R-N S-N T-N AF137 65.075 62.7 61.75 21.389 20.608 20.296 AF138 62.7 66.12 60.8 20.608 21.733 19.984 AF139 38.95 40.85 41.705 12.802 13.427 13.708 AF140 37.81 39.9 36 12.428 13.114 11.834 AF142 11.4 9.5 17.1 3.747 3.122 5.62 AF657 12.825 11.4 13.775 4.215 3.747 4.528 AF143 53.77 52.345 45.505 17.673 17.205 14.957 AF730 26.6 24.98 24.41 8.743 8.212 8.025 AF144 23.75 28.5 23.75 7.806 9.367 7.806 AF718 39.9 42.75 38.95 13.114 14.051 12.802 AF668 40.85 40.48 39.9 13.427 13.427 13.114 AF714 402 323 225 132 106 73 AF145 23.75 17.575 15.675 7.806 5.777 5.152 AF147 132 153 133 43.403 50.272 43.715 AF146 92.72 94.525 75.05 30.476 31.069 24.668 AF148 40.185 42.465 39.235 13.208 13.958 12.896 AF149 38 28.5 28.5 12.49 9.367 9.367 AF150 7.6 4.75 6.65 2.498 1.561 2.186 AF151 142 137 143 46.526 44.964 47.15 AF152 74.1 65.55 42.75 24.355 21.545 14.051 AF153 57 52.25 42.75 18.735 17.174 14.051 AF154 49.4 55.1 47.5 16.237 18.11 15.612 AF156 62.7 65.36 61.75 20.608 21.483 20.296 AF158 8.74 7.41 8.17 2.873 2.436 2.685

IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

Pada penelitian ini, dilakukan simulasi dan analisis terhadap sistem distribusi pada GIS penyulang Tegalsari. Simulasi terlebih dahulu dilakukan dengan membuat diagram segaris (Single Line Diagram) dari peta GIS distribusi listrik sesuai dengan jumlah titik gardu. Analisis Short Circuit dijalankan untuk mengetahui nilai arus dan impedansi dari penyulang. Terdapat 4 kasus yang berbeda, yaitu:

 Kasus A menampilkan sebagian hasil dari arus yangdidapatkan dan divalidasikan dengan ETAP

 Kasus B Perhitungan penentuan estimasi lokasi jarak gangguan untuk tipe gangguan satu fasa ke tanah yang didapatkan hasil dari ETAP dan menampilkan hasil dari perhitungan menggunakan algoritma direct building yang digabung dengan metode impedansi, beserta contoh pengujian di GIS.

 Kasus C Perhitungan penentuan estimasi lokasi jarak gangguan untuk tipe gangguan tiga fasa beserta contoh pengujian di GIS.

Hasil validasi dapat dilihat pada tabel 3, hasil pengujian di lihat pada tabel 4, tabel 5, dan tabel 6, sedangkan hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 7, gambar 8, dan gambar 9 sebagai berikut:

Tabel 3.

Hasil validasi metode direct building dengan ETAP

BUS

SLG LL LLL

Magik Etap error

% Magik Etap error % Magik Etap error % 2 4.295 4.302 0.172 6.165 6.204 0.637 7.119 7.164 0.629 3 4.243 4.262 0.435 6.103 6.136 0.546 7.024 7.086 0.870 4 4.224 4.246 0.523 6.081 6.111 0.489 6.99 7.056 0.936 5 4.212 4.237 0.595 6.068 6.096 0.456 6.97 7.039 0.975 6 4.2 4.227 0.643 6.053 6.079 0.428 6.947 7.019 1.031 7 4.174 4.210 0.847 6.024 6.050 0.423 6.902 6.985 1.193 8 4.161 4.199 0.898 6.008 6.031 0.384 6.878 6.964 1.236 9 4.135 4.178 1.019 5.979 5.996 0.276 6.833 6.923 1.300 10 4.086 4.137 1.239 5.924 5.927 0.052 6.748 6.844 1.402 11 4.082 4.134 1.247 5.919 5.921 0.030 6.74 6.837 1.415 Tabel 4.

Hasil pengujian pada kasus B

Section BUS Estimasi

(m) Lokasi (m) Selisih (m) Error (%) 1 GRID AF137 76.68 83.23 6.55 0.29 2 AF137 AF138 111.1 123.4 12.33 0.547 3 AF138 AF139 42.21 46.46 4.248 0.188 4 AF139 AF140 24.82 27.32 2.503 0.111

Gambar 7. Hasil simulasi pada GIS untuk kasus B

Tabel 5.

Hasil pengujian pada kasus B dengan direct building dan impedansi

(m) Lokasi (m) Selisih (m) Error (%) 1 BGRID AF137 82.94 83.23 0.2948 0.0131 2 AF137 AF138 123.2 123.4 0.1758 0.0078 3 AF138 AF139 46.41 46.46 0.054 0.0023 4 AF139 AF140 27.29 27.32 0.0286 0.0012

(6)

Tabel 6

Hasil pengujian pada kasus C

(m) Lokasi (m) Selisih (m) Error (%) 19 AF150 AF151 177.8 195.5 17.68 0.739 20 AF150 AF152 174.6 192 17.36 0.725 21 AF150 AF153 181.8 200 18.25 0.762 22 AF153 AF154 29.69 32.66 2.968 0.124 23 AF154 AF156 64.81 71.26 6.453 0.269

Gambar 9. Hasil simulasi pada GIS untuk kasus C

Dari proses perhitungan dan simulasi hubung singkat menghasilkan nilai arus pada bus ketika terjadi gangguan, beserta nilai dari impedansi urutan nol, impedansi urutan positf, dan impedansi urutan negatif. Setiap nilai yang didapatkan digunakan untuk perhitungan estimasi lokasi gangguan dengan metode Impedansi. Untuk gangguan pada kasus B, dan kasus C, pada berbagai section yang diujikan didapatkan nilai estimasi lokasi yang mendekati nilai jarak yang sebenarnya yang diujikan. Bagitu pula dengan hasil simulasi dengan menggunakan GIS, dimana segitiga merah menandakan bus yang diujikan untuk terjadi gangguan dan titik berwana hijau menunjukkan letak dari hasil perhitungan estimasi lokasi gangguan yang hasilnya mendekati jarak dari lokasi yang diujikan. Dapat dilihat pada gambar 10 di bawah ini grafik tentang perbandingan rata-rata selisih jarak dan error dari estimasi lokasi gangguan.

Gambar 10. Rata-rata error dan selisih jarak estimasi lokasi gangguan

Dari gambar 10 di atas dari keseluruhan sistem yang di ujikan didapatkan rata-rata error untuk gangguan tipe satu fasa

ke tanah sebesar 0.424 % dengan selisih jarak rata-ratanya adalah 9.559 m, gangguan yang lain seperti gangguan hubung singkat line to line didapat saat pengujian adalah 0.401% dan 9.04 m, dan gangguan tiga fasa didapatkan selisih jarak rata-rata sebesar 9 m, 0.4% untuk perhitungan prosentase kesalahannya.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil simulasi dan analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Hasil perhitungan estimasi lokasi gangguan hubung singkat tergantung pada nilai pembagi yang didapatkan dari kombinasi nilai impedansi postif, impedansi negatif, dan impedansi nol pada saat gangguan terjadi.

2. Hasil pengujian dan analisis menunjukkan bahwa identifikasi lokasi jarak gangguan hubung singkat dengan menggunakan metode berbasis impedansi dapat digunakan untuk menentukkan estimasi lokasi jarak gangguan hubung singkat.

3. Hasil simulasi yang diujikan pada GIS (Geographic Information System) dapat memerlihatkan visualisasi lokasi titik estimasi jarak gangguan yang sebenarnya pada penyulang yang terjadi gangguan.

4. Hasil estimasi lokasi jarak gangguan dengan menggunakan metode berbasis impedansi memiliki error terbesar sebesar 1.091%, 9.68 m dan 0.424% untuk rata-rata estimasi dan error, pada tipe gangguan satu fasa ke tanah, pada tipe gangguan antar fasa sebesar 1.017%, 9.04 m dan 0.4% untuk rata-rata error dan estimasi, pada tipe gangguan tiga fasa sebesar 1.031%. 9 m dan 0.4% untuk nilai error dan estimasi lokasi jarak gangguan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ghasem Derakshan, Karim ROSHAN MILANI Amir ETEMAD Heidarali SHAYANFAR and Usef Sarafraz, 2013, “Management and Operation of Electricity Distribution networks on Geographic Information system”,Stockholm, CIRED. 2013

[2] Christophe Prévé, “Protection of Electrical Networks”, Antony Rowe Ltd, Chippenham, Wiltshire, pp 77-111, 2006

[3] Saha, M.M., Izykowski J., Rosolowski E.,”Fault Location on Power Network”, Sringre, Sweden, 2010

[4] H.Mokhlis, L.J.Awalin et al, "Three Phase Fault Algorithm in Distribution Systemby Using Database Approach and Impedance Based Method" IEEE International Conference on Power and Energy (PECon), Kota Kinabalu Sabah, Malaysia, 2012

[5] R. Das “Determining The Locations of Fault in Distribution Systems” Ph.D Thesis. College of Graduate Studies and Research, University of Savkochrwatr, Saskatchewan, 1998.

[6] Friska Luvia Narulita, “Prediksi Lokasi Gangguan jaring Distribusi Listrik Berbasis Peta Google Earth dan Single Line Diagram”, Jurnal Teknik POMITS Vol.10, No.1, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya, 2012.

[7] Joko Wigati Katresnan, “Penggunaan Substation Automation System untuk Managemen Gangguan dan Analisis Sistem Distribusi Tenaga Listrik pada Sistem Jaringan Distribusi 20kV Kota surabaya”, Penelitian Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2014. [8] Teng Jen-Hao, Systematic Short-circuit Analysis Method for Unbalanced

Distribution Systems”, IEE, Proc.-Gener. Transm. Distrib, Vol 152, No. 4, July 2005.